Механика разрушения

Механика разрушения - раздел физики твердого тела, изучающая закономерности зарождения и развития неоднородностей и дефектов структуры материала типа трещин, дислокаций, пор, включений и т.п. при статических и динамических нагрузках.

Предмет изучения механики разрушения - все сплошные материалы, от биоматериалов к горных пород и конструкционных материалов. В механике разрушения широко используется аналитический аппарат механики сплошных сред, теории упругости, теории пластичности, материаловедения; но при этом вводятся новые подходы и критерии, присущие только ей одной.

В рамках механики разрушения выделяют линейно-упругую и нелинейную (упруго-пластическую) механику разрушения.

Область инженерного применения механики разрушения:

  • прогнозирования разрушения структур с дефектами, исследования сопротивления разрушению конструкционных материалов в различных условиях эксплуатации (в т.ч. в агрессивных средах, при радиационном облучении и т.п.),
  • прогнозирования ресурса и надежности конструкций с учетом случайного характера возникновения дефектов;
  • разработка композитных материалов;
  • разрушения горных пород в различных технологических процессах добычи и переработки.

Методы механики разрушения используют при исследовании и прогнозировании горных ударов, внезапных выбросов угля и породы, оползней, землетрясений. Механика разрушения предлагает новые подходы в исследовании разрушения горных пород, основанные на современных представлениях о процессах разрушения твердых тел, учитывающие внутреннюю структуру горных пород, а также изучение разрушения как определенного локализованного процесса, протекающего во времени.

Основы механики разрушения были заложены в 20-х годах XX в. А. Гриффитом (Griffith, AA) который сформулировал энергетический подход к явлениям хрупкого разрушения материалов типа стекла, и расширенные Г. Р. Ирвином (Irwin, GR), Р. Дж. Райсом, Эгоном Орованом (Orowan, E.) в 50-60-х годах. Большой вклад в развитие механики разрушения сделали украинские и российские ученые В. В. Панасюк, Г. П. Черепанов, М. Ф. Морозов, М. Я. Леонов. В Украине проблемы механики разрушения разрабатывают в Физико-механическом институте им.Г. В. Карпенко ( Львов), Институте проблем прочности им.Г. С. Писаренко ( Киев) и Институте физики горных процессов НАН ( Донецк).


Литература